DE19740933C2 - Dynamic memory with two operating modes - Google Patents
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Description
Dynamische Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAMs) sind übli cherweise blockweise organisiert. Dabei weist jeder Speicher block eine Anzahl von Speicherzellen auf, die über Wort- und Bitleitungen selektiert werden können. Bei der üblichen 1- Transistor-Speicherzelle ist ein Speicherkondensator über ei nen Auswahltransistor mit einer der Bitleitungen verbunden. Ein Steueranschluß des Auswahltransistors ist mit einer der Wortleitungen verbunden. Die Wort- und Bitleitungen sind ma trixförmig angeordnet. An ihren Kreuzungspunkten sind die Speicherzellen angeordnet. Jeder Speicherblock wird auf zwei gegenüberliegenden Seiten von Leseverstärkern (Sense Ampli fier) begrenzt. Je Speicherblock kann gleichzeitig höchstens eine Wortleitung selektiert werden, da ansonsten mehrere Speicherzellen gleichzeitig mit derselben Bitleitung verbun den werden.Dynamic random access memories (DRAMs) are common organized in blocks. Each memory shows block a number of memory cells that are over word and Bit lines can be selected. With the usual 1- Transistor memory cell is a storage capacitor across egg NEN selection transistor connected to one of the bit lines. A control terminal of the selection transistor is connected to one of the Word lines connected. The word and bit lines are ma arranged in a triangular shape. At their crossing points, they are Storage cells arranged. Each memory block is divided into two opposite sides of sense amplifiers (Sense Ampli fier) limited. Each memory block can have at most one one word line must be selected, otherwise several Memory cells connected to the same bit line at the same time that will.
Um fehlerbehaftete DRAMs zu reparieren, sind unterschiedliche Redundanzverfahren bekannt, bei denen Wortleitungen mit de fekten Speicherzellen durch redundante Wortleitungen mit in takten Speicherzellen ersetzt werden. Durch Durchführung ei ner entsprechenden Redundanzprogrammierung wird erreicht, daß bei Anliegen einer Wortadresse zur Adressierung der defekten Wortleitung anstelle dieser die redundante Wortleitung selek tiert wird und eine Selektion der defekten Wortleitung unter bunden wird. Die redundanten Wortleitungen sind parallel zu den normalen Wortleitungen ebenfalls in jedem Speicherblock angeordnet und mit redundanten Speicherzellen verbunden, die ebenfalls mit den Bitleitungen des Speicherblocks verbunden sind.There are different ways to repair faulty DRAMs Redundancy methods known in which word lines with de perfect memory cells through redundant word lines with in clocked memory cells are replaced. By performing egg ner corresponding redundancy programming is achieved that if there is a word address to address the defective Word line instead of this the redundant word line selek is tiert and a selection of the defective word line is bound. The redundant word lines are parallel to the normal word lines also in each memory block arranged and connected to redundant memory cells that also connected to the bit lines of the memory block are.
Man unterscheidet Intrablockredundanz und Interblockredun danz. Bei der Intrablockredundanz kann eine defekte Wortlei tung nur durch eine redundante Wortleitung desselben Spei cherblockes ersetzt werden. Bei der Interblockredundanz kann eine defekte Wortleitung auch durch eine redundante Wortlei tung eines anderen Speicherblockes ersetzt werden. Während bei der Intrablockredundanz durch das Ersetzen einer defekten Wortleitung eines Blockes durch eine redundante Wortleitung desselben Blockes gewährleistet ist, daß immer nur höchstens eine Wortleitung innerhalb eines Blockes aktiviert wird, könnte es bei der Interblockredundanz dazu kommen, daß außer einer intakten Wortleitung eines Blockes auch eine redundante Wortleitung desselben Blockes aktiviert wird, die eine defek te Wortleitung eines anderen Blockes zum gleichen Zeitpunkt ersetzt. Daher ist es notwendig, die Vorteile der Interblock redundanz - nämlich das Ersetzen von Wortleitungen durch red undante Wortleitungen aus anderen Blöcken - dadurch zu erkau fen, daß nicht je eine Wortleitung je Speicherblock (wie bei der Intrablockredundanz), sondern nur eine einzige Wortlei tung je Gruppe von Speicherblöcken, auf die die Interblock redundanz angewendet wird, zum selben Zeitpunkt aktiviert wird.A distinction is made between intra-block redundancy and inter-block redundancy danz. With intra-block redundancy, a defective word order can only through a redundant word line from the same memory cherblockes are replaced. Interblock redundancy can a defective word line due to a redundant word line another memory block. While with intra-block redundancy by replacing a defective one Word line of a block through a redundant word line the same block is guaranteed that only ever at most a word line is activated within a block, With interblock redundancy it could happen that except an intact word line of a block also a redundant one Word line of the same block is activated, which is a defective te word line of another block at the same time replaced. Therefore, it is necessary to take advantage of the interblock redundancy - namely the replacement of word lines with red Undante word lines from other blocks - to be explored that not one word line per memory block (as with intra-block redundancy), but only a single phrase tion per group of memory blocks to which the interblock redundancy is applied, activated at the same time becomes.
Dynamische Speicher haben die Eigenschaft, daß ihre Speicher zellen in gewissen zeitlichen Abständen aufgefrischt bzw. re freshed werden müssen, da die eingesetzten Speicherkondensa toren ihre Ladung durch Leckströme verlieren. Der Refresh muß für jede Speicherzelle regelmäßig durchgeführt werden. Da bei Speichern mit Interblockredundanz höchstens eine Wortleitung je Interblockgruppe aktiviert wird, gilt dies auch für den Refresh der Speicherzellen, so daß der Refresh relativ lange dauert.Dynamic memories have the property that their memories cells refreshed at certain intervals or right must be freshed because the storage condensate used gates lose their charge due to leakage currents. The refresh must be performed regularly for each memory cell. There with Store at most one word line with interblock redundancy is activated for each interblock group, this also applies to the Refresh the memory cells, so that the refresh is relatively long lasts.
In der DE-A1 42 41 327 ist ein dynamischer Speicher beschrie ben, der zu Blöcken zusammengefaßte Speicherzellen und Bit leitungen und Wortleitungen zum Selektieren der Speicherzel len aufweist, wobei die Blöcke zu einer Blockgruppe zusammen gefaßt sind.A dynamic memory is described in DE-A1 42 41 327 ben, the memory cells and bits combined into blocks Lines and word lines for selecting the memory cell len, the blocks being combined into a block group are composed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dynamischen Speicher mit verbesserten Eigenschaften anzugeben.The invention has for its object a dynamic Specify storage with improved properties.
Diese Aufgabe wird mit einem dynamischen Speicher gemäß An spruch 1 gelöst. Weiterbildungen und Ausführungen der Erfin dung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen. This task is accomplished with a dynamic memory according to An spell 1 solved. Training and executions of the Erfin are subject to dependent claims.
Der erfindungsgemäße dynamische Speicher weist Speicherzellen auf, die zu Blöcken zusammengefaßt sind und über Bitleitungen und Wortleitungen selektiert werden. Die Blöcke sind zu we nigstens einer Blockgruppe zusammengefaßt. Der Speicher hat eine erste Betriebsart, in der je Blockgruppe nur eine der Wortleitungen gleichzeitig selektiert wird, und eine zweite Betriebsart, in der je Blockgruppe mehr als eine der Wortlei tungen gleichzeitig selektiert werden. In der zweiten Be triebsart kann daher in derselben Zeit vorteilhafterweise ei ne größere Anzahl von Wortleitungen selektiert werden, als in der ersten Betriebsart. In der zweiten Betriebsart kann bei spielsweise eine Wortleitung in jedem Block zum gleichen Zeitpunkt selektiert werden.The dynamic memory according to the invention has memory cells which are combined into blocks and via bit lines and word lines are selected. The blocks are too white at least summarized in a block group. The store has a first operating mode in which only one of each block group Word lines is selected at the same time, and a second Operating mode in which more than one of the word lines per block group be selected at the same time. In the second loading Drive mode can therefore advantageously egg at the same time ne larger number of word lines are selected than in the first operating mode. In the second mode, at for example, one word line in each block to the same Time selected.
Die erste Betriebsart kann z. B. eine Normalbetriebsart des Speichers sein, in der der Inhalt von selektierten Speicher zellen aus dem Speicher ausgelesen bzw. neue Daten in selek tierte Speicherzellen eingeschrieben werden. Die zweite Be triebsart kann z. B. eine Refresh-Betriebsart sein, in der der Inhalt wenigstens eines Teiles der Speicherzellen aufge frischt wird. Ein Refresh der Speicherzellen wird dann vor teilhafterweise in kürzerer Zeit als in der ersten Betriebs art durchgeführt, da mehrere Wortleitungen je Blockgruppe gleichzeitig refreshed werden.The first operating mode can e.g. B. a normal mode of operation Memory, in which the content of selected memory cells read from memory or new data in selek tated memory cells are written. The second loading mode of operation can, for. B. be a refresh mode in which the Contents of at least a portion of the memory cells is fresh. The memory cells are then refreshed partly in a shorter time than in the first operation Art performed, since several word lines per block group be refreshed at the same time.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der dynami sche Speicher eine Interblockredundanz aufweist. Das heißt, daß wenigstens einer seiner Blöcke wenigstens eine redundante Wortleitung mit redundanten Speicherzellen aufweist, die nach Durchführung einer Redundanzprogrammierung zum wahlweisen Er setzen einer der Wortleitungen eines beliebigen der Blöcke derselben Blockgruppe dient. Ferner wird bei dieser Ausfüh rungsform in der zweiten Betriebsart eine bereits erfolgte Redundanzprogrammierung deaktiviert. In der zweiten Betriebs art wird also mit der Deaktivierungseinheit eine bereits er folgte Redundanzprogrammierung aufgehoben, so daß keine In terblockredundanz wirksam ist. Anschließend kann also gefahr los je Block eine Wortleitung aktiviert werden, da keine red undante Wortleitung aufgrund der Deaktivierung der Redundanz gleichzeitig aktiv werden kann.An embodiment of the invention provides that the dynami memory has inter-block redundancy. This means, that at least one of its blocks has at least one redundant Has word line with redundant memory cells that after Execution of redundancy programming for the optional Er put one of the word lines of any of the blocks serves the same block group. Furthermore, in this embodiment form in the second operating mode Redundancy programming deactivated. In the second operating So with the deactivation unit, he already becomes an art followed redundancy programming canceled so that no in terblock redundancy is effective. Subsequently, it can be dangerous a word line can be activated per block, since no red Undant wordline due to the deactivation of the redundancy can become active at the same time.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform der Erfindung weist der Speicher eine Deaktivierungseinheit zur Deaktivierung einer bereits erfolgten Redundanzprogram mierung entsprechender Speicherelemente in der zweiten Be triebsart auf.According to an advantageous development of this embodiment According to the invention, the memory has a deactivation unit to deactivate a redundancy program that has already taken place mation of corresponding storage elements in the second Be mode of operation.
Um auch die redundanten Wortleitungen in der zweiten Be triebsart selektieren zu können, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß den redundanten Wortleitungen vor der Durchführung einer Redundanzprogrammierung bereits präcodier te Adressen zugeordnet sind und daß in der zweiten Betriebs art (d. h. bei deaktivierter Redundanzprogrammierung) eine Adressierung der redundanten Wortleitungen über die präco dierten Adressen oder deren Komplemente erfolgt. Somit ist z. B. ein Refresh auch der redundanten Speicherzellen in der zweiten Betriebsart möglich, in der die Redundanzprogrammie rung deaktiviert ist.To also include the redundant word lines in the second Be To be able to select drive type is a further development of Invention before that the redundant word lines before Execution of redundancy programming already precoded te addresses are assigned and that in the second operating type (i.e. with redundancy programming deactivated) a Addressing of the redundant word lines via the preco dated addresses or their complements. So is e.g. B. a refresh of the redundant memory cells in the second operating mode possible in which the redundancy program is deactivated.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der dynami sche Speicher eine Testbetriebsart für einen Dauertest der Speicherzellen hat (Burn-in-Test), während der der Speicher in die zweite Betriebsart versetzt wird. In der Testbetriebs art wird folglich eine größere Anzahl von Wortleitungen se lektiert als in der ersten Betriebsart, so daß vorteilhafter weise ein Test der Speicherzellen in relativ kurzer Zeit durchgeführt werden kann. Insbesondere wenn die zweite Be triebsart eine Refresh-Betriebsart ist, kann der Burn-in-Test in relativ kurzer Zeit durchgeführt werden, da beim Refresh keine Daten nach außerhalb des Speichers geliefert werden, sondern dieser immer innerhalb eines Speicherblocks durchge führt wird. Eine Dauerbelastung der Speicherzellen wird auf diese Weise auch ohne Auslesen von Daten aus dem Speicher er reicht.A further development of the invention provides that the dynami memory is a test mode for a long-term test of Has memory cells (burn-in test) during which the memory is put into the second operating mode. In the test mode art will consequently se a larger number of word lines reads than in the first mode, so that more advantageous a test of the memory cells in a relatively short time can be carried out. Especially when the second Be mode is a refresh mode, the burn-in test can be carried out in a relatively short time, since the refresh no data is delivered outside of memory, but this always within a block of memory leads. A permanent load on the memory cells is on this way even without reading data from memory enough.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher er läutert, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the figures refines, show the embodiments of the invention. It demonstrate:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsge mäßen dynamischen Speichers, Fig. 1 shows an embodiment of the erfindungsge MAESSEN dynamic memory,
Fig. 2a und 3 Ausführungsbeispiele von Details aus Fig. 1, FIGS. 2a and 3 embodiments of details from Fig. 1,
Fig. 2b Signalverläufe zum Gegenstand aus Fig. 2a. Fig. 2b signal curves for the subject of Fig. 2a.
Fig. 1 zeigt einen dynamischen Speicher mit Wortleitungen WL und Bitleitungen BL, die matrixförmig angeordnet sind und zu zwei Blöcken B zusammengefaßt sind. Die beiden Blöcke B bil den eine Blockgruppe BG (tatsächliche Speicher weisen selbst verständlich eine wesentlich größere Anzahl von Wortleitun gen, Bitleitungen, Blöcken und Blockgruppen auf). In den Kreuzungspunkten der Wortleitungen WL und der Bitleitungen BL sind jeweils (nicht dargestellte) Speicherzellen des dynami schen Speichers angeordnet, die je einen Speicherkondensator aufweisen, der über einen Auswahltransistor mit der jeweili gen Bitleitung BL verbunden ist, wobei das Gate des Transi stors mit der entsprechenden Wortleitung WL verbunden ist. Jedem der Blöcke B ist ein Wortleitungsdecoder WDEC zugeord net, über die in Abhängigkeit von Wortadressen WADR mit Adreßbits A0 bis A8 die Wortleitungen WL selektiert werden. Fig. 1 shows a dynamic memory with word lines WL and bit lines BL, which are arranged in a matrix and are combined into two blocks B. The two blocks B form a block group BG (of course, actual memories have a much larger number of word lines, bit lines, blocks and block groups). In the crossing points of the word lines WL and the bit lines BL, memory cells of the dynamic memory are each arranged (not shown), each having a storage capacitor which is connected via a selection transistor to the respective bit line BL, the gate of the transistor being connected to the corresponding word line WL is connected. Each of the blocks B is assigned a word line decoder WDEC, via which the word lines WL are selected as a function of word addresses WADR with address bits A0 to A8.
Der Speicher weist weiterhin Leseverstärker SA auf, die mit den Bitleitungen BL verbunden sind und auf beiden Seiten je des der Speicherblöcke B angeordnet sind. Die Architektur entspricht dem Folded Bitline-Konzept. Die Leseverstärker SA verstärken eine aus einer der Speicherzellen auf die betref fende Bitleitung BL gegebene Information und geben diese ggf. an externe Datenleitungen des Speichers weiter. Beim hier be handelten Ausführungsbeispiel interessiert jedoch nur der dargestellte Teil des Speichers, da hier im wesentlichen auf eine Refresh-Betriebsart des Speichers eingegangen wird. Ein Refresh, also ein Auffrischen der Speicherzelleninhalte er folgt, indem die aufzufrischende Speicherzelle über die ent sprechende Wortleitung WL selektiert wird, ihr Inhalt auf die entsprechende Bitleitung BL gegeben wird und dort vom Lese verstärker verstärkt wird, bevor der Auswahltransistor der Speicherzelle wieder sperrt, so daß die verstärkte Informati on wieder zurück in die Speicherzelle geschrieben wird. Der Leseverstärker SA ist dabei von den externen Datenleitungen getrennt, so daß kein Auslesen der Speicherzelleninhalte aus dem Speicher erfolgt.The memory also has sense amplifiers SA, which with the bit lines BL are connected and on both sides of the memory blocks B are arranged. Architecture corresponds to the folded bitline concept. The sense amplifiers SA amplify one from one of the memory cells on the subject bit line BL and give this information if necessary to external data lines of the memory. When here acted embodiment is only interested in shown part of the memory, since here essentially on a refresh mode of the memory is entered. On Refresh, ie a refresh of the memory cell contents follows, by the memory cell to be refreshed via the ent speaking word line WL is selected, its content on the corresponding bit line BL is given and there from reading is amplified before the selection transistor of the Memory cell locks again, so that the increased Informati on is written back into the memory cell. The Sense amplifier SA is from the external data lines separated so that the memory cell contents are not read out the memory is done.
Der Speicher in Fig. 1 weist weiterhin Redundanzdecoder RDEC auf, über die redundante Wortleitungen RWL in den Blöcken B adressiert werden. Auch den Redundanzdecodern RDEC werden die Wortadressen WADR zugeführt. Soll eine der Wortleitungen WL durch eine der redundanten Wortleitungen RWL ersetzt werden, werden Speicherelemente innerhalb der Redundanzdecoder RDEC so programmiert, daß bei Anliegen der Wortadresse WADR der zu ersetzenden Wortleitung WL statt dieser die redundante Wort leitung RWL über den Redundanzdecoder RDEC aktiviert wird und der Redundanzdecoder RDEC alle Wortleitungsdecoder WDEC der Blockgruppe BG deaktiviert (in Fig. 1 durch je einen Pfeil zwischen Redundanzdecoder RDEC und Wortleitungsdecoder WDEC angedeutet). Auf den Aufbau des Redundanzdecoders RDEC bzw. seiner Speicherelemente wird anhand der Fig. 2 und 3 wei ter unten noch eingegangen.The memory in FIG. 1 furthermore has a redundancy decoder RDEC, via which redundant word lines RWL in blocks B are addressed. The word addresses WADR are also fed to the redundancy decoders RDEC. If one of the word lines WL is to be replaced by one of the redundant word lines RWL, memory elements are programmed within the redundancy decoder RDEC so that when the word address WADR of the word line WL to be replaced is present, the redundant word line RWL is activated via the redundancy decoder RDEC and the redundancy decoder RDEC deactivates all word line decoders WDEC of block group BG (indicated in FIG. 1 by an arrow between the redundancy decoder RDEC and word line decoder WDEC). The structure of the redundancy decoder RDEC or its memory elements will be discussed below with reference to FIGS . 2 and 3.
Beim dynamischen Speicher dieses Ausführungsbeispiels ist ei ne Interblockredundanz vorgesehen. Das bedeutet, daß jede der redundanten Wortleitungen RWL nicht nur eine Wortleitung WL des eigenen Blockes B, sondern auch eine Wortleitung WL eines anderen Blockes B derselben Blockgruppe BG ersetzen kann. Wie in der Beschreibungseinleitung geschildert, kann bei der In terblockredundanz zu jedem Zeitpunkt nur eine Wortleitung pro Blockgruppe aktiviert sein, da ansonsten die Gefahr besteht, daß eine der Wortleitungen WL und wenigstens eine der redun danten Wortleitungen RWL innerhalb desselben Blockes B zeit gleich aktiv werden, wodurch die auf dieselbe Bitleitung BL ausgelesene Information mehrere Speicherzellen unweigerlich unbrauchbar wird. Beim erfindungsgemäßen Speicher gilt daher die Einschränkung, daß in einer ersten Betriebsart des Spei chers (in der die Interblockredundanz wirksam ist) nur eine Wortleitung WL pro Blockgruppe BG zum selben Zeitpunkt akti viert werden darf. Die Wortleitungsdecoder WDEC sind so ge staltet, daß bei anliegender Wortadresse WADR in der ersten Betriebsart nur eine der Wortleitungen WL der Blockgruppe BG aktiviert wird.In the dynamic memory of this embodiment, ei Interblock redundancy provided. That means that each of the redundant word lines RWL not just one word line WL of the own block B, but also a word line WL one can replace other block B of the same block group BG. How described in the introduction to the description can be Block redundancy only one word line at a time Block group must be activated, otherwise there is a risk that one of the word lines WL and at least one of the redun danten word lines RWL within the same block B time become active immediately, whereby the on the same bit line BL read out information inevitably several memory cells becomes unusable. Therefore applies to the memory according to the invention the restriction that in a first operating mode of the Spei chers (in which the interblock redundancy is effective) only one Activate word line WL per block group BG at the same time may be fourth. The word line decoders WDEC are so ge stipulates that when the word address WADR is present in the first Operating mode only one of the word lines WL of the block group BG is activated.
Der Speicher hat außerdem eine zweite Betriebsart, bei der der Redundanzteil des Speichers komplett deaktiviert wird, so daß nun gefahrlos je eine Wortleitung WL pro Block B zum gleichen Zeitpunkt aktiviert werden kann. Die zweite Be triebsart ist eine Refresh-Betriebsart, bei der - wie bereits erwähnt - ausgelesene Daten lediglich vom entsprechenden Le severstärker SA verstärkt und wieder in die selektierte Spei cherzelle hineingeschrieben werden. Um während der zweiten Betriebsart des Speichers über die Wortadressen WADR nur die Wortleitungen WL und keine der redundanten Wortleitungen RWL zu adressieren, wird den Redundanzdecodern RDEC in Fig. 1 ein Aktivierungssignal EN zugeführt, das die Redundanzdecoder RDEC in der ersten Betriebsart aktiviert und in der zweiten Betriebsart (zumindest zeitweise) deaktiviert. Bei deakti vierten Redundanzdecodern RDEC erfolgt durch diese keine Adressierung der Wortleitungen WL.The memory also has a second operating mode in which the redundancy part of the memory is completely deactivated, so that one word line WL per block B can now be activated safely at the same time. The second operating mode is a refresh mode, in which - as already mentioned - read data are only amplified by the corresponding read amplifier SA and written back into the selected memory cell. In order to address only the word lines WL and none of the redundant word lines RWL via the word addresses WADR during the second operating mode of the memory, the redundancy decoders RDEC in FIG. 1 are supplied with an activation signal EN which activates the redundancy decoders RDEC in the first operating mode and in the second Operating mode (at least temporarily) deactivated. In the case of deactivated fourth redundancy decoders RDEC, these do not address the word lines WL.
In Fig. 1 werden sieben Adreßbits A0 bis A7 der Wortadresse WADR beiden Wortdecodern WDEC zugeführt, während ein achtes Addreßbit A8 dem linken Wortdecoder WDEC direkt und dem rech ten Wortdecoder WDEC über ein exclusives ODER-Gatter XOR zu geführt wird. Das XOR-Gatter hat einen weiteren Eingang, dem ein Betriebsartsignal MODE zugeführt wird. Das Betriebsartsi gnal MODE bestimmt, ob der Speicher sich in der ersten oder zweiten Betriebsart befindet. In der ersten Betriebsart hat das Betriebsartsignal MODE einen hohen Pegel, in der zweiten einen niedrigen Pegel. In Abhängigkeit vom Betriebsartsignal MODE wird dem rechten Wortdecoder WDEC das achte Adreßbit A8 invertiert oder nicht invertiert zugeführt. Bei entsprechen dem Aufbau der beiden Wortleitungsdecoder WDEC wird somit er reicht, daß in der zweiten Betriebsart in beiden Blöcken B je eine der Wortleitungen WL gleichzeitig selektiert wird.In Fig. 1, seven address bits A0 to A7 of the word address WADR are supplied to both word decoders WDEC, while an eighth address bit A8 is fed directly to the left word decoder WDEC and to the right word decoder WDEC via an exclusive OR gate XOR. The XOR gate has a further input to which an operating mode signal MODE is supplied. The operating mode signal MODE determines whether the memory is in the first or second operating mode. In the first mode of operation, the mode signal MODE has a high level, in the second a low level. Depending on the mode signal MODE, the right word decoder WDEC is supplied with the eighth address bit A8 inverted or not inverted. If the structure of the two word line decoders WDEC is the same, it is sufficient that in the second operating mode, one of the word lines WL is selected in both blocks B at the same time.
Hinsichtlich der in Fig. 1 nicht dargestellten Komponenten, die sich an die Leseverstärker SA anschließen, wie beispiels weise externe Datenleitungen zum Auslesen von Daten nach au ßerhalb des Speichers, ist der erfindungsgemäße Speicher ebenso gestaltet wie ein herkömmlicher dynamischer Speicher.With regard to the components (not shown in FIG. 1) that connect to the sense amplifier SA, such as, for example, external data lines for reading data outside the memory, the memory according to the invention is designed in the same way as a conventional dynamic memory.
Fig. 2a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Details eines der Redundanzdecoder RDEC aus Fig. 1 (der andere Red undanzdecoder RDEC ist entsprechend gestaltet). Für jedes Adreßbit A0 bis A8 der Wortadresse WADR weist der Redundanz decoder RDEC ein programmierbares Speicherelement auf, wie es in Fig. 2a gezeigt ist. Es handelt sich dabei um eine (z. B. durch Laserschneiden) auftrennbare elektrische Verbindung F, eine sogenannte Fuse. Bei anderen Ausführungsbeispielen kön nen äquivalente Schaltungen auch mit anderen Speicherelemen ten realisiert sein, z. B. mit Antifuses. Zwischen einem Ver sorgungspotential VDD und einem Bezugspotential Masse des Speichers ist eine Reihenschaltung aus einem ersten Transi stor T1, einem zweiten Transistor T2 und der Fuse F angeord net. Ein Schaltungsknoten K zwischen dem ersten Transistor T1 und dem zweiten Transistor T2 ist über eine Halteschaltung H mit einem ersten Eingang eines Komparators COMP verbunden. Einem zweiten Eingang des Komparators COMP wird eines der Adreßbits A0 der Wortadresse WADR zugeführt. Ein Ausgangs signal RA0 des Komparators K dient als ein Bit einer Adresse zur Adressierung des entsprechenden redundanten Wortleitung RWL, sofern die mit den Fuses F programmierte Adresse mit der Wortadresse WADR übereinstimmt. Für die übrigen Bits A0 bis A7 der Wortadresse WADR gibt es auch jeweils ein entsprechen des Speicherelement mit Komparator. FIG. 2a shows a first exemplary embodiment of a detail of one of the redundancy decoders RDEC from FIG. 1 (the other redundancy decoder RDEC is designed accordingly). The redundancy decoder RDEC has a programmable memory element for each address bit A0 to A8 of the word address WADR, as shown in FIG. 2a. This is an electrical connection F that can be separated (e.g. by laser cutting), a so-called fuse. In other embodiments, equivalent circuits can also be implemented with other storage elements, e.g. B. with antifuses. A series circuit comprising a first transistor T1, a second transistor T2 and the fuse F is arranged between a supply potential VDD and a reference potential ground of the memory. A circuit node K between the first transistor T1 and the second transistor T2 is connected via a holding circuit H to a first input of a comparator COMP. One of the address bits A0 of the word address WADR is fed to a second input of the comparator COMP. An output signal RA0 of the comparator K serves as a bit of an address for addressing the corresponding redundant word line RWL, provided that the address programmed with the fuses F matches the word address WADR. For the remaining bits A0 to A7 of the word address WADR there is also a corresponding memory element with a comparator.
Bei leitendem zweiten Transistor T2 ist der Zustand der Fuse F (intakt oder zerstört) ausschlaggebend dafür, welches Po tential sich am Eingang der Halteschaltung H bzw. am ersten Eingang des Komparators K einstellt. Ob der zweite Transistor T2 leitet oder sperrt, ist in der ersten Betriebsart abhängig von einem Setzsignal SET an seinem Gate. Bei Inbetriebnahme des Speichers ist der zweite Transistor T2 zunächst gesperrt, so daß das Potential am Knoten K unabhängig vom Zustand der Fuse F ist. Nachdem das Versorgungspotential VDD eingeschwun gen ist, erfolgt eine Vorladung des Knotens K durch einen po sitiven Setzimpuls eines Vorladesignals PRE am Gate des er sten Transistors T1. In der ersten Betriebsart wird über ein Vorsignal SET' das Setzsignal SET auf den Pegel des Versor gungspotentials VDD gebracht, so daß der Transistor T1 lei tet. Somit wird die Redundanzprogrammierung aktiv und der Zu stand der Fuse F bestimmt das Potential am ersten Eingang des Komparators COMP.When the second transistor T2 is conductive, the state of the fuse is F (intact or destroyed) decisive for which Po potential at the input of the holding circuit H or at the first Input of the comparator K sets. Whether the second transistor T2 conducts or blocks, is dependent in the first operating mode from a set signal SET at its gate. When starting up of the memory, the second transistor T2 is initially blocked, so that the potential at node K is independent of the state of the Fuse F is. After the supply potential has swelled is, the node K is preloaded by a po sitative setting pulse of a precharge signal PRE at the gate of the most transistor T1. In the first operating mode, a Distant signal SET 'the set signal SET to the level of the supplier supply potential brought VDD, so that the transistor T1 lei tet. Thus the redundancy programming becomes active and the Zu Fuse F determines the potential at the first input of the Comparators COMP.
Zum Versetzen des Speichers von der ersten in die zweite Be triebsart weist der Speicher eine Deaktivierungseinheit G in Form eines UND-Gatters auf, dem außer dem Vorsignal SET' das Betriebsartsignal MODE zugeführt wird. In der ersten Be triebsart weist das Betriebsartsignal MODE - wie bezüglich der Fig. 1 bereits erwähnt - einen hohen Pegel auf. In der zweiten Betriebsart weist es dagegen einen niedrigen Pegel auf, so daß am Ausgang des UND-Gatters G das Setzsignal SET unabhängig vom Zustand des Vorsignals SET' einen niedrigen Pegel hat und der Transistor T1 sperrt. Damit ist die Redun danzprogrammierung der Fuse F in der zweiten Betriebsart de aktiviert, das heißt der Zustand der Fuse F ist für den Pegel am ersten Eingang des Komparators COMP irrelevant. To move the memory from the first to the second operating mode, the memory has a deactivation unit G in the form of an AND gate, to which the operating mode signal MODE is supplied in addition to the distant signal SET '. In the first operating mode, the operating mode signal MODE - as already mentioned with regard to FIG. 1 - has a high level. In the second mode of operation, on the other hand, it has a low level, so that the set signal SET at the output of the AND gate G has a low level regardless of the state of the distant signal SET 'and the transistor T1 blocks. The redundancy programming of the fuse F is thus de-activated in the second operating mode, that is to say the state of the fuse F is irrelevant to the level at the first input of the comparator COMP.
Fig. 2a ist auch zu entnehmen, auf welche Weise mittels des Aktivierungssignals EN eine Deaktivierung der Redundanzde coder RDEC erfolgt. Der Zustand eines Schaltelement S, bei spielsweise eines Transistors, ist abhängig vom Pegel des Ak tivierungssignals EN. Ist das Schaltelement S geschlossen, ist der Redundanzdecoder RDEC aktiviert, ansonsten deakti viert. FIG. 2a also shows how the activation signal EN deactivates the redundancy de coder RDEC. The state of a switching element S, for example a transistor, is dependent on the level of the activation signal EN. If the switching element S is closed, the redundancy decoder RDEC is activated, otherwise deactivated.
Fig. 2b zeigt für die Schaltung in Fig. 2a zugehörige Si gnalverläufe. Im linken Teil der Fig. 2b sind diese für die erste Betriebsart (Betriebsartsignal MODE hat einen hohen Pe gel) und im rechten Teil für die zweite Betriebsart (Betriebsartsignal MODE hat einen niedrigen Pegel) darge stellt. FIG. 2b shows associated signal curves for the circuit in FIG. 2a. In the left part of Fig. 2b, these are for the first mode (mode signal MODE has a high level) and in the right part for the second mode (mode signal MODE has a low level) Darge.
Fig. 3 zeigt ein zu Fig. 2a alternatives Ausführungsbei spiel eines Details der Redundanzdecoder RDEC. Zwischen dem Versorgungspotential VDD und dem Bezugspotential Masse ist eine Reihenschaltung aus einem Widerstandselement R und einer Fuse F angeordnet. Fig. 3 zeigt außerdem einen Transistor T3, der der Fuse F parallel geschaltet ist. Das Betriebsart signal MODE ist über einen Inverter I mit dem Gate des Tran sistors T3 verbunden. In der zweiten Betriebsart, bei der das Betriebsartsignal MODE einen niedrigen Pegel aufweist, ist die Fuse F über den Transistor T3 kurzgeschlossen, so daß das Potential an einem Schaltungsknoten K zwischen dem Wider standselement R und der Fuse F, unabhängig vom Zustand der Fuse F, einen niedrigen Pegel aufweist. Somit ist die Redun danzprogrammierung in der zweiten Betriebsart deaktiviert. Fig. 3 shows an alternative to Fig. 2a exemplary embodiment of a detail of the redundancy decoder RDEC. A series circuit comprising a resistance element R and a fuse F is arranged between the supply potential VDD and the reference potential ground. Fig. 3 also shows a transistor T3, which is connected to the fuse F in parallel. The operating mode signal MODE is connected via an inverter I to the gate of the transistor T3. In the second operating mode, in which the operating mode signal MODE is at a low level, the fuse F is short-circuited via the transistor T3, so that the potential at a circuit node K between the resistance element R and the fuse F, regardless of the state of the fuse F, has a low level. Redundancy programming is thus deactivated in the second operating mode.
Selbstverständlich kann auch beim in Fig. 2a gezeigten Ge genstand eine Deaktivierung der Redundanzprogrammierung auf die in Fig. 3 gezeigte Weise mittels eines der Fuse F paral lel geschalteten Transistors anstelle des UND-Gatters G er folgen und umgekehrt. Auch die Schaltung in Fig. 3 kann eine Halteschaltung wie diejenige in Fig. 2a enthalten. Of course, in the case of the object shown in FIG. 2a, the redundancy programming can be deactivated in the manner shown in FIG. 3 by means of a transistor connected in parallel with the fuse instead of the AND gate G and vice versa. The circuit in FIG. 3 can also contain a holding circuit like that in FIG. 2a.
Eine Deaktivierung der Redundanzprogrammierung gemäß Fig. 2a oder 3 hat zur Folge, daß die redundanten Wortleitungen RWL über eine präcodierte Adresse (nämlich diejenige der unpro grammierten bzw. deaktivierten Fuses F) adressiert werden können. Über diese präcodierten Adressen werden die redundan ten Wortleitungen RWL im Falle der Fig. 3 sowohl vor der Durchführung einer Programmierung der Fuses F als auch bei Deaktivierung der Programmierung mittels des Betriebsartsi gnals MODE adressiert. Im Falle der Fig. 2a werden die red undanten Wortleitungen RWL während der Deaktivierung der Red undanzprogrammierung über Adressen adressiert, die invers (komplementär) zu den präcodierten Adressen sind, die ihnen vor Durchführung der Redundanzprogrammierung zugeordnet wa ren.Deactivating the redundancy programming according to FIG. 2a or 3 has the consequence that the redundant word lines RWL can be addressed via a precoded address (namely that of the unprogrammed or deactivated fuses F). Via these precoded addresses, the redundant word lines RWL in the case of FIG. 3 are addressed both before carrying out programming of the fuses F and when the programming is deactivated by means of the operating mode signal MODE. In the case of FIG. 2a, the redundant word lines RWL are addressed during the deactivation of the redundancy programming via addresses which are inverse (complementary) to the precoded addresses which were assigned to them before the redundancy programming was carried out.
Ein Refresh der Speicherzellen erfolgt nun auf folgende Wei se: Der Speicher wird über das Betriebsartsignal MODE von der ersten in die zweite Betriebsart versetzt. Gleichzeitig wer den die Redundanzdecoder RDEC über das Aktivierungssignal EN deaktiviert. Nun findet bei Anlegen der Wortadressen WADR ei ne Selektion je einer der Wortleitungen WL in jedem Block B statt. Nachdem alle Wortleitung WL refreshed wurden (wobei auch defekte Wortleitungen selektiert worden sein können, da die Redundanzprogrammierung in der zweiten Betriebsart aufge hoben ist), erfolgt ein Refresh der redundanten Wortleitungen RWL. Hierzu werden die Redundanzdecoder RDEC über das Akti vierungssignal EN wieder aktiviert, während die Programmie rung der Fuses F durch das Betriebsartsignal MODE noch aufge hoben bleibt (Fig. 2a bzw. 3). Anschließend erfolgt während des Refreshs eine Adressierung der redundanten Wortleitungen RWL über ihre präcodierten Adressen.The memory cells are now refreshed in the following way: The memory is switched from the first to the second operating mode via the operating mode signal MODE. At the same time who the RDEC redundancy decoder deactivated via the activation signal EN. Now, when the word addresses WADR are created, a selection of one of the word lines WL takes place in each block B. After all the word lines WL have been refreshed (defective word lines may also have been selected because the redundancy programming is canceled in the second operating mode), the redundant word lines RWL are refreshed. For this purpose, the redundancy decoders RDEC are reactivated via the activation signal EN, while the programming of the fuses F is still canceled by the mode signal MODE (FIGS . 2a and 3). The redundant word lines RWL are then addressed via their precoded addresses during the refresh.
Beim geschilderten Ausführungsbeispiel erfolgt nicht nur ein "normaler" Refresh während eines Normalbetriebs des Speichers in der geschilderten Weise. Vorteilhafterweise wird der Re fresh in der zweiten Betriebsart auch durchgeführt, während der Speicher einem Dauertest, einem sogenannten Burn In-Test, ausgesetzt wird. Durch über einen relativ langen Zeitraum (z. B. mehrere Stunden) sich wiederholendes Refreshen der Speicherzellen in sehr kurzen zeitlichen Abständen wird die Belastbarkeit des Speichers geprüft. Durch die erfindungsge mäße Selektion mehrerer der Wortleitungen WL bzw. der redun danten Wortleitungen RWL je Blockgruppe BG in der zweiten Be triebsart, in der der Test durchgeführt wird, benötigt der Test weniger Zeit als bei herkömmlichen Speichern mit Inter blockredundanz.In the described embodiment, not only one "normal" refresh during normal operation of the memory in the way described. The Re fresh also performed in the second mode while the memory is a long-term test, a so-called burn-in test, is exposed. Through over a relatively long period of time (e.g. several hours) repetitive refreshing of the Memory cells in very short time intervals Resilience of the memory checked. By the fiction appropriate selection of several of the word lines WL or the redun danten word lines RWL per block group BG in the second Be The mode of operation in which the test is carried out requires the Test less time than with conventional memories with Inter block redundancy.
Claims (8)
- 1. mit zu Blöcken (B) zusammengefaßten Speicherzellen und mit Bitleitungen (BL) und Wortleitungen (WL) zum Selektieren der Speicherzellen,
- 2. mit wenigstens einer Blockgruppe (BG), zu der die Blöcke (B) zusammengefaßt sind,
- 3. und mit einer Decodereinheit (WDEC, XOR),
- 1. die in einer ersten Betriebsart je Blockgruppe (BG) nur eine der Wortleitungen (WL) eines ihrer Blöcke (B) gleichzeitig selektiert,
- 2. und die in einer zweiten Betriebsart je Blockgruppe (BG) in mehr als einem ihrer Blöcke (B) je eine der Wortlei tungen (WL) gleichzeitig selektiert.
- 1. with memory cells combined into blocks (B) and with bit lines (BL) and word lines (WL) for selecting the memory cells,
- 2. with at least one block group (BG) to which the blocks (B) are combined,
- 3. and with a decoder unit (WDEC, XOR),
- 1. which, in a first operating mode, selects only one of the word lines (WL) of one of its blocks (B) at the same time per block group,
- 2. and in a second mode of operation per block group (BG) in more than one of their blocks (B) one of the word lines (WL) is selected simultaneously.
- 1. der in wenigstens einem der Blöcke (B) wenigstens eine re dundante Wortleitung (RWL) zur Selektion redundanter Spei cherzellen aufweist, die nach Durchführung einer Redundanz programmierung zum wahlweisen Ersetzen einer der Wortleitun gen (WL) eines beliebigen der Blöcke (B) derselben Blockgrup pe (BG) dient,
- 2. und bei dem in der zweiten Betriebsart eine bereits erfolg te Redundanzprogrammierung deaktiviert wird.
- 1. which in at least one of the blocks (B) has at least one redundant word line (RWL) for the selection of redundant memory cells which, after carrying out redundancy programming, selectively replacing one of the word lines (WL) of any of the blocks (B) thereof Block group pe (BG) serves
- 2. and in which a redundancy programming that has already been carried out in the second operating mode is deactivated.
- 1. bei dem die Speicherelemente auftrennbare Verbindungen (F) enthalten zum Speichern von Adressen einer durch die redun dante Wortleitung (RWL) zu ersetzenden der Wortleitungen (WL), wobei während der Redundanzprogrammierung ein entspre chendes Auftrennen der Verbindungen (F) erfolgt,
- 2. und der Überbrückungselemente (T3) aufweist zum Überbrücken der Verbindungen (F) zum Zweck der Deaktivierung der Redun danzprogrammierung in der zweiten Betriebsart.
- 1. in which the memory elements that can be separated contain connections (F) for storing addresses of a word line (WL) to be replaced by the redundant word line (RWL), a corresponding disconnection of the connections (F) taking place during the redundancy programming,
- 2. and the bridging elements (T3) for bridging the connections (F) for the purpose of deactivating the redundancy programming in the second operating mode.
dessen Speicherelemente Halteschaltungen (H) aufweisen, die bei Aktivierung eines Setzsignals (SET) eine in den Speicher elementen gespeicherte Information übernehmen,
und dessen Deaktivierungseinheit (G) während der zweiten Be triebsart die Aktivierung des Setzsignals (SET) unterdrückt.5. Dynamic memory according to claim 3,
whose memory elements have holding circuits (H) which take over information stored in the memory elements when a set signal (SET) is activated,
and its deactivation unit (G) suppresses the activation of the set signal (SET) during the second operating mode.
- 1. bei dem den redundanten Wortleitungen (RWL) vor Durchfüh rung einer Redundanzprogrammierung präcodierte Adressen zuge ordnet sind
- 2. und bei dem in der zweiten Betriebsart eine Adressierung der redundanten Wortleitungen (RWL) über die präcodierten Adressen oder deren Komplemente erfolgt.
- 1. Pre-coded addresses are assigned to the redundant word lines (RWL) before performing redundancy programming
- 2. and in which, in the second operating mode, the redundant word lines (RWL) are addressed via the precoded addresses or their complements.
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